(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
供給されるデジタル画像信号の画像の水平方向及び垂直方向のどちらか一方向又は両方向に隣接する５画素以上の領域の各画素信号から前記領域の中心画素の高域信号を生成する手段であって、前記中心画素を注目画素として生成した第１の高域信号と、前記注目画素の両側に隣接する、上下左右斜め方向の４方向のうち少なくともいずれか一方向の２つの隣接画素のそれぞれを前記中心画素として生成した第２及び第３の高域信号とを生成する高域信号生成手段と、
前記注目画素の画素信号に前記第１の高域信号を付加した信号を振幅制限して、前記注目画素の領域における第１の輪郭補正候補値を生成する第１の輪郭補正候補値生成手段と、
前記２つの隣接画素の各画素信号のそれぞれに、前記第２及び第３の高域信号を別々に付加した信号を振幅制限して、前記２つの隣接画素の各領域における第２及び第３の輪郭補正候補値を生成する第２及び第３の輪郭補正候補値生成手段と、
前記第１乃至第３の高域信号に基づいて、前記注目画素のサンプリング点が代表する範囲である注目画素領域内に前記第１の高域信号の値がゼロを示すゼロクロスポイントが存在するか否かを判定し、前記２つの隣接画素のうち一方の隣接画素の領域と前記注目画素領域との第１の境界から前記注目画素領域の中心位置までに前記ゼロクロスポイントが存在するときは、前記ゼロクロスポイントの位置に応じて前記第２の輪郭補正候補値で画素値を置換する第１の割合Ｒａ１を示し、前記注目画素領域の中心位置から前記２つの隣接画素のうち他方の隣接画素の領域と前記注目画素領域との第２の境界までに前記ゼロクロスポイントが存在するときは、前記ゼロクロスポイントの位置に応じて前記第３の輪郭補正候補値で画素値を置換する第２の割合Ｒａ２を示し、前記ゼロクロスポイントが存在しない時は前記割合Ｒａ１及びＲａ２がゼロを示すゼロクロス判定信号を生成するゼロクロス判定手段と、
前記第１乃至第３の輪郭補正候補値と前記ゼロクロス判定信号とに基づいて、次式
｛（２−Ｒａ１−Ｒａ２）×（第１の輪郭補正候補値）＋Ｒａ１
×（第２の輪郭補正候補値）＋Ｒａ２×（第３の輪郭補正候補値）｝/２
で表される代表値の置換信号を生成して前記注目画素の画素値を示す輪郭補正信号として出力する置換信号生成手段と
を有することを特徴とする輪郭補正装置。
【請求項２】
前記高域信号生成手段は、供給されるデジタル画像信号の画像の水平方向及び垂直方向の両方向に隣接する５画素以上の画素からなる領域の中心画素を注目画素とする第１の高域信号と、前記注目画素の両側に隣接する２つの隣接画素を一組としたとき、上下左右斜めの４方向の４組の前記２つの隣接画素のそれぞれを中心画素とする４組の第２及び第３の高域信号とをそれぞれ生成し、
前記第２及び第３の輪郭補正候補値生成手段は、前記４組の２つの隣接画素の各画素信号のそれぞれに、各組の前記第２及び第３の高域信号を別々に付加した信号を振幅制限して、前記４組の２つの隣接画素の各領域における第２及び第３の輪郭補正候補値を各組毎に生成し、
前記ゼロクロス判定手段は、前記第１の高域信号及び４組の前記第２及び第３の高域信号に基づいて、前記４方向の各方向について前記注目画素領域内に前記第１の高域信号の値がゼロを示すゼロクロスポイントが存在するか否かを判定し、前記４方向の各方向について各組の前記２つの隣接画素のうち一方の隣接画素の領域と前記注目画素領域との第１の境界から前記注目画素領域の中心位置までに前記ゼロクロスポイントが存在するときは、前記ゼロクロスポイントの位置に応じて前記第２の輪郭補正候補値で画素値を置換する第１の割合Ｒａ１を示し、前記注目画素領域の中心位置から前記２つの隣接画素のうち他方の隣接画素の領域と前記注目画素領域との第２の境界までに前記ゼロクロスポイントが存在するときは、前記ゼロクロスポイントの位置に応じて前記第３の輪郭補正候補値で画素値を置換する第２の割合Ｒａ２を示し、前記ゼロクロスポイントが存在しない時は前記割合Ｒａ１及びＲａ２がゼロを示す４方向ゼロクロス判定信号を生成し、
前記置換信号生成手段は、前記第１の輪郭補正候補値と４組の前記第２及び第３の輪郭補正候補値と前記４方向ゼロクロス判定信号とに基づいて、前記４方向の各方向についてそれぞれ次式
｛（２−Ｒａ１−Ｒａ２）×（第１の輪郭補正候補値）＋Ｒａ１
×（第２の輪郭補正候補値）＋Ｒａ２×（第３の輪郭補正候補値）｝/２
で表される置換による代表値の４組の輪郭補正信号を生成し、生成した前記４組の輪郭補正信号の平均値又は加重平均値を前記注目画素の画素値を示す最終の輪郭補正信号として出力する
ことを特徴とする請求項１記載の輪郭補正装置。
【請求項３】
供給されるデジタル画像信号の画像の水平方向及び垂直方向のどちらか一方向又は両方向に隣接する５画素以上の領域の各画素信号から前記領域の中心画素の高域信号を生成するステップであって、前記中心画素を注目画素として生成した第１の高域信号と、前記注目画素の両側に隣接する、上下左右斜め方向の４方向のうち少なくともいずれか一方向の２つの隣接画素のそれぞれを前記中心画素として生成した第２及び第３の高域信号とを生成する高域信号生成ステップと、
前記注目画素の画素信号に前記第１の高域信号を付加した信号を振幅制限して、前記注目画素の領域における第１の輪郭補正候補値を生成する第１の輪郭補正候補値生成ステップと、
前記２つの隣接画素の各画素信号のそれぞれに、前記第２及び第３の高域信号を別々に付加した信号を振幅制限して、前記２つの隣接画素の各領域における第２及び第３の輪郭補正候補値を生成する第２及び第３の輪郭補正候補値生成ステップと、
前記第１乃至第３の高域信号に基づいて、前記注目画素のサンプリング点が代表する範囲である注目画素領域内に前記第１の高域信号の値がゼロを示すゼロクロスポイントが存在するか否かを判定し、前記２つの隣接画素のうち一方の隣接画素の領域と前記注目画素領域との第１の境界から前記注目画素領域の中心位置までに前記ゼロクロスポイントが存在するときは、前記ゼロクロスポイントの位置に応じて前記第２の輪郭補正候補値で画素値を置換する第１の割合Ｒａ１を示し、前記注目画素領域の中心位置から前記２つの隣接画素のうち他方の隣接画素の領域と前記注目画素領域との第２の境界までに前記ゼロクロスポイントが存在するときは、前記ゼロクロスポイントの位置に応じて前記第３の輪郭補正候補値で画素値を置換する第２の割合Ｒａ２を示し、前記ゼロクロスポイントが存在しない時は前記割合Ｒａ１及びＲａ２がゼロを示すゼロクロス判定信号を生成するゼロクロス判定ステップと、
前記第１乃至第３の輪郭補正候補値と前記ゼロクロス判定信号とに基づいて、次式
｛（２−Ｒａ１−Ｒａ２）×（第１の輪郭補正候補値）＋Ｒａ１
×（第２の輪郭補正候補値）＋Ｒａ２×（第３の輪郭補正候補値）｝/２
で表される代表値の置換信号を生成して前記注目画素の画素値を示す輪郭補正信号として出力する置換信号生成ステップと
を含むことを特徴とする輪郭補正方法。
【請求項４】
コンピュータに、
供給されるデジタル画像信号の画像の水平方向及び垂直方向のどちらか一方向又は両方向に隣接する５画素以上の領域の各画素信号から前記領域の中心画素の高域信号を生成する機能であって、前記中心画素を注目画素として生成した第１の高域信号と、前記注目画素の両側に隣接する、上下左右斜め方向の４方向のうち少なくともいずれか一方向の２つの隣接画素のそれぞれを前記中心画素として生成した第２及び第３の高域信号とを生成する高域信号生成機能と、
前記注目画素の画素信号に前記第１の高域信号を付加した信号を振幅制限して、前記注目画素の領域における第１の輪郭補正候補値を生成する第１の輪郭補正候補値生成機能と、
前記２つの隣接画素の各画素信号のそれぞれに、前記第２及び第３の高域信号を別々に付加した信号を振幅制限して、前記２つの隣接画素の各領域における第２及び第３の輪郭補正候補値を生成する第２及び第３の輪郭補正候補値生成機能と、
前記第１乃至第３の高域信号に基づいて、前記注目画素のサンプリング点が代表する範囲である注目画素領域内に前記第１の高域信号の値がゼロを示すゼロクロスポイントが存在するか否かを判定し、前記２つの隣接画素のうち一方の隣接画素の領域と前記注目画素領域との第１の境界から前記注目画素領域の中心位置までに前記ゼロクロスポイントが存在するときは、前記ゼロクロスポイントの位置に応じて前記第２の輪郭補正候補値で画素値を置換する第１の割合Ｒａ１を示し、前記注目画素領域の中心位置から前記２つの隣接画素のうち他方の隣接画素の領域と前記注目画素領域との第２の境界までに前記ゼロクロスポイントが存在するときは、前記ゼロクロスポイントの位置に応じて前記第３の輪郭補正候補値で画素値を置換する第２の割合Ｒａ２を示し、前記ゼロクロスポイントが存在しない時は前記割合Ｒａ１及びＲａ２がゼロを示すゼロクロス判定信号を生成するゼロクロス判定機能と、
前記第１乃至第３の輪郭補正候補値と前記ゼロクロス判定信号とに基づいて、次式
｛（２−Ｒａ１−Ｒａ２）×（第１の輪郭補正候補値）＋Ｒａ１
×（第２の輪郭補正候補値）＋Ｒａ２×（第３の輪郭補正候補値）｝/２
で表される代表値の置換信号を生成して前記注目画素の画素値を示す輪郭補正信号として出力する置換信号生成機能と
を実現させることを特徴とする輪郭補正プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は輪郭補正装置、輪郭補正方法及び輪郭補正プログラムに係り、特にビデオ撮像装置、カラーテレビジョン受像機、モニタ、ビデオプロジェクタなどの映像機器にて表示される画像の輪郭部分を補正する輪郭補正装置、輪郭補正方法及び輪郭補正プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ビデオ撮像装置、カラーテレビジョン受像機、モニタ、ビデオプロジェクタなどの映像機器において表示される画像のぼけを改善し、あるいは更なる鮮鋭度を得るための技術として、映像信号の２次微分信号をつくり、それを原信号に加えることにより輪郭補正を行う技術が知られている。しかし、この従来の輪郭補正技術では、比較的不鮮明な輪郭を補正するように構成を最適化した場合、比較的鮮明な輪郭に対しては過補正となり、オーバーシュートやアンダーシュートが目立って、画質が劣化してしまう。
【０００３】
そこで、オーバーシュートやアンダーシュートを抑制するための技術として、注目画素の近傍画素から最大値と最小値あるいはそれらに準ずる値を取り出し、輪郭強調した信号の振幅を前記最大値と最小値あるいはそれらに準ずる値の範囲内に制限する、という輪郭補正装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
この特許文献１に記載の輪郭補正装置は、入力されたデジタル映像信号における注目画素を中心として少なくとも５画素以上の領域より、中央レベルより大きいレベルの画素を上限値として検出する上限検出手段と、注目画素を中心として少なくとも５画素以上の領域より、中央レベルより小さいレベルの画素を下限値として検出する下限検出手段と、注目画素に対する高域周波数信号成分を生成する高域周波数信号成分生成手段と、注目画素に高域周波数信号成分を付加する付加手段と、付加手段の出力の信号レベルを、上限値と下限値との間で振幅制限する振幅制限手段とを設けた構成であり、これにより、シュート成分が付加することなく輪郭を補正することができるようにしたものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−３２２５７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の輪郭補正装置では、オーバーシュートやアンダーシュートを抑制する効果が大きいが、デジタル信号に応用した場合、高域周波数信号成分のレベルを大きくすることで強調量を大きくすると、輪郭の多くの部分の位置が画像のサンプリング点に一致してしまうため、一般の画像において斜めの直線的な物体の輪郭がギザギザ状になる（ジャギーエッジ）欠点が避けられない。
【０００７】
このことについて、図９と共に説明する。図９（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ入力信号＃１、入力信号＃２を示し、これらの入力信号＃１及び＃２は、元のアナログ信号において、１サンプル期間以下の位相ずれを持つ台形波状の信号である。上記の特許文献１に記載の輪郭補正装置では、上記の入力信号＃１が入力されたときは図９（Ｃ）に示す出力信号＃１を出力し、上記の入力信号＃２が入力されたときは図９（Ｄ）に示す出力信号＃２を出力する。
【０００８】
ここで、図９（Ｃ）、（Ｄ）に示すように、出力信号＃１及び＃２においては、立ち上がりは同じタイミングになり、立下りは１サンプル期間ずれたものになっている。従って、上記の特許文献１に記載の輪郭補正装置では、出力信号のエッジの位置が離散的なタイミングをとりやすいことで、ジャギーエッジが発生しやすい、という課題が残っていた。
【０００９】
本発明は上記の点に鑑みなされたもので、オーバーシュート、アンダーシュートを抑えた輪郭補正の特長を損なうことなく、ジャギーエッジの発生を抑えることが可能な輪郭補正装置、輪郭補正方法及び輪郭補正プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、第１発明の輪郭補正装置は、供給されるデジタル画像信号の画像の水平方向及び垂直方向のどちらか一方向又は両方向に隣接する５画素以上の領域の各画素信号から領域の中心画素の高域信号を生成する手段であって、中心画素を注目画素として生成した第１の高域信号と、注目画素の両側に隣接する、上下左右斜め方向の４方向のうち少なくともいずれか一方向の２つの隣接画素のそれぞれを中心画素として生成した第２及び第３の高域信号とを生成する高域信号生成手段と、注目画素の画素信号に第１の高域信号を付加した信号を振幅制限して、注目画素の領域における第１の輪郭補正候補値を生成する第１の輪郭補正候補値生成手段と、２つの隣接画素の各画素信号のそれぞれに、第２及び第３の高域信号を別々に付加した信号を振幅制限して、２つの隣接画素の各領域における第２及び第３の輪郭補正候補値を生成する第２及び第３の輪郭補正候補値生成手段と、第１乃至第３の高域信号に基づいて、注目画素のサンプリング点が代表する範囲である注目画素領域内に第１の高域信号の値がゼロを示すゼロクロスポイントが存在するか否かを判定し、２つの隣接画素のうち一方の隣接画素の領域と注目画素領域との第１の境界から注目画素領域の中心位置までにゼロクロスポイントが存在するときは、ゼロクロスポイントの位置に応じて第２の輪郭補正候補値で画素値を置換する第１の割合Ｒａ１を示し、注目画素領域の中心位置から２つの隣接画素のうち他方の隣接画素の領域と注目画素領域との第２の境界までにゼロクロスポイントが存在するときは、ゼロクロスポイントの位置に応じて第３の輪郭補正候補値で画素値を置換する第２の割合Ｒａ２を示し、ゼロクロスポイントが存在しない時は割合Ｒａ１及びＲａ２がゼロを示すゼロクロス判定信号を生成するゼロクロス判定手段と、第１乃至第３の輪郭補正候補値とゼロクロス判定信号とに基づいて、次式
｛（２−Ｒａ１−Ｒａ２）×（第１の輪郭補正候補値）＋Ｒａ１
×（第２の輪郭補正候補値）＋Ｒａ２×（第３の輪郭補正候補値）｝/２
で表される代表値の置換信号を生成して注目画素の画素値を示す輪郭補正信号として出力する置換信号生成手段とを有することを特徴とする。
【００１１】
また、上記の目的を達成するため、第２発明の輪郭補正装置は、第１発明の高域信号生成手段、第２及び第３の輪郭補正候補値生成手段、ゼロクロス判定手段、及び置換信号生成手段を限定した構成である。すなわち、上記の高域信号生成手段は、供給されるデジタル画像信号の画像の水平方向及び垂直方向の両方向に隣接する５画素以上の画素からなる領域の中心画素を注目画素とする第１の高域信号と、注目画素の両側に隣接する２つの隣接画素を一組としたとき、上下左右斜めの４方向の４組の２つの隣接画素のそれぞれを中心画素とする４組の第２及び第３の高域信号とをそれぞれ生成し、
上記の第２及び第３の輪郭補正候補値生成手段は、４組の２つの隣接画素の各画素信号のそれぞれに、各組の第２及び第３の高域信号を別々に付加した信号を振幅制限して、４組の２つの隣接画素の各領域における第２及び第３の輪郭補正候補値を各組毎に生成し、
上記のゼロクロス判定手段は、第１の高域信号及び４組の第２及び第３の高域信号に基づいて、４方向の各方向について注目画素領域内に第１の高域信号の値がゼロを示すゼロクロスポイントが存在するか否かを判定し、４方向の各方向について各組の２つの隣接画素のうち一方の隣接画素の領域と注目画素領域との第１の境界から注目画素領域の中心位置までにゼロクロスポイントが存在するときは、ゼロクロスポイントの位置に応じて第２の輪郭補正候補値で画素値を置換する第１の割合Ｒａ１を示し、注目画素領域の中心位置から２つの隣接画素のうち他方の隣接画素の領域と注目画素領域との第２の境界までにゼロクロスポイントが存在するときは、ゼロクロスポイントの位置に応じて第３の輪郭補正候補値で画素値を置換する第２の割合Ｒａ２を示し、ゼロクロスポイントが存在しない時は割合Ｒａ１及びＲａ２がゼロを示す４方向ゼロクロス判定信号を生成し、
上記の置換信号生成手段は、第１の輪郭補正候補値と４組の第２及び第３の輪郭補正候補値と４方向ゼロクロス判定信号とに基づいて、４方向の各方向についてそれぞれ次式
｛（２−Ｒａ１−Ｒａ２）×（第１の輪郭補正候補値）＋Ｒａ１
×（第２の輪郭補正候補値）＋Ｒａ２×（第３の輪郭補正候補値）｝/２
で表される置換による代表値の４組の輪郭補正信号を生成し、生成した４組の輪郭補正信号の平均値又は加重平均値を注目画素の画素値を示す最終の輪郭補正信号として出力することを特徴とする。
【００１２】
また、上記の目的を達成するため、本発明の輪郭補正方法は、供給されるデジタル画像信号の画像の水平方向及び垂直方向のどちらか一方向又は両方向に隣接する５画素以上の領域の各画素信号から領域の中心画素の高域信号を生成するステップであって、中心画素を注目画素として生成した第１の高域信号と、注目画素の両側に隣接する、上下左右斜め方向の４方向のうち少なくともいずれか一方向の２つの隣接画素のそれぞれを中心画素として生成した第２及び第３の高域信号とを生成する高域信号生成ステップと、注目画素の画素信号に第１の高域信号を付加した信号を振幅制限して、注目画素の領域における第１の輪郭補正候補値を生成する第１の輪郭補正候補値生成ステップと、２つの隣接画素の各画素信号のそれぞれに、第２及び第３の高域信号を別々に付加した信号を振幅制限して、２つの隣接画素の各領域における第２及び第３の輪郭補正候補値を生成する第２及び第３の輪郭補正候補値生成ステップと、第１乃至第３の高域信号に基づいて、注目画素のサンプリング点が代表する範囲である注目画素領域内に第１の高域信号の値がゼロを示すゼロクロスポイントが存在するか否かを判定し、２つの隣接画素のうち一方の隣接画素の領域と注目画素領域との第１の境界から注目画素領域の中心位置までにゼロクロスポイントが存在するときは、ゼロクロスポイントの位置に応じて第２の輪郭補正候補値で画素値を置換する第１の割合Ｒａ１を示し、注目画素領域の中心位置から２つの隣接画素のうち他方の隣接画素の領域と注目画素領域との第２の境界までにゼロクロスポイントが存在するときは、ゼロクロスポイントの位置に応じて第３の輪郭補正候補値で画素値を置換する第２の割合Ｒａ２を示し、ゼロクロスポイントが存在しない時は割合Ｒａ１及びＲａ２がゼロを示すゼロクロス判定信号を生成するゼロクロス判定ステップと、第１乃至第３の輪郭補正候補値とゼロクロス判定信号とに基づいて、次式
｛（２−Ｒａ１−Ｒａ２）×（第１の輪郭補正候補値）＋Ｒａ１
×（第２の輪郭補正候補値）＋Ｒａ２×（第３の輪郭補正候補値）｝/２
で表される代表値の置換信号を生成して注目画素の画素値を示す輪郭補正信号として出力する置換信号生成ステップとを含むことを特徴とする。
【００１３】
また、上記の目的を達成するため、本発明の輪郭補正プログラムは、コンピュータに、
供給されるデジタル画像信号の画像の水平方向及び垂直方向のどちらか一方向又は両方向に隣接する５画素以上の領域の各画素信号から領域の中心画素の高域信号を生成する機能であって、中心画素を注目画素として生成した第１の高域信号と、注目画素の両側に隣接する、上下左右斜め方向の４方向のうち少なくともいずれか一方向の２つの隣接画素のそれぞれを中心画素として生成した第２及び第３の高域信号とを生成する高域信号生成機能と、注目画素の画素信号に第１の高域信号を付加した信号を振幅制限して、注目画素の領域における第１の輪郭補正候補値を生成する第１の輪郭補正候補値生成機能と、２つの隣接画素の各画素信号のそれぞれに、第２及び第３の高域信号を別々に付加した信号を振幅制限して、２つの隣接画素の各領域における第２及び第３の輪郭補正候補値を生成する第２及び第３の輪郭補正候補値生成機能と、第１乃至第３の高域信号に基づいて、注目画素のサンプリング点が代表する範囲である注目画素領域内に第１の高域信号の値がゼロを示すゼロクロスポイントが存在するか否かを判定し、２つの隣接画素のうち一方の隣接画素の領域と注目画素領域との第１の境界から注目画素領域の中心位置までにゼロクロスポイントが存在するときは、ゼロクロスポイントの位置に応じて第２の輪郭補正候補値で画素値を置換する第１の割合Ｒａ１を示し、注目画素領域の中心位置から２つの隣接画素のうち他方の隣接画素の領域と注目画素領域との第２の境界までにゼロクロスポイントが存在するときは、ゼロクロスポイントの位置に応じて第３の輪郭補正候補値で画素値を置換する第２の割合Ｒａ２を示し、ゼロクロスポイントが存在しない時は割合Ｒａ１及びＲａ２がゼロを示すゼロクロス判定信号を生成するゼロクロス判定機能と、第１乃至第３の輪郭補正候補値とゼロクロス判定信号とに基づいて、次式
｛（２−Ｒａ１−Ｒａ２）×（第１の輪郭補正候補値）＋Ｒａ１
×（第２の輪郭補正候補値）＋Ｒａ２×（第３の輪郭補正候補値）｝/２
で表される代表値の置換信号を生成して注目画素の画素値を示す輪郭補正信号として出力する置換信号生成機能とを実現させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、オーバーシュート、アンダーシュートを抑えた輪郭補正の特長を損なうことなく、ジャギーエッジの発生を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の輪郭補正装置の第１の実施の形態のブロック図である。
【図２】図１中のゼロクロス判定部の一例のブロック図である。
【図３】図２の動作説明図である。
【図４】図１の装置の動作説明を説明するタイミングチャートである。
【図５】図１の装置の効果を説明するタイミングチャートである。
【図６】本発明の輪郭補正装置の第２の実施の形態のブロック図である。
【図７】本発明の輪郭補正装置の第３の実施の形態のブロック図である。
【図８】本発明の輪郭補正装置の第４の実施の形態のブロック図である。
【図９】従来の輪郭補正装置の課題を説明する信号波形図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
次に、本発明の実施の形態について図面と共に説明する。
【００１７】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明になる輪郭補正装置の第１の実施の形態のブロック図を示す。同図において、本実施の形態の輪郭補正装置１２０は、１次元の輪郭補正を行う装置で、デジタル画像信号の入力端子に対して直列に接続された６つの遅延素子１１〜１６と、上限検出部２１、３１及び４１と、高域フィルタ（以下、ＨＰＦ）２２、３２及び４２と、下限検出部２３、３３及び４３と、乗算器２４、３４及び４４と、加算器２５、３５及び４５と、最大値選択部（以下、ＭＡＸ）２６、３６及び４６と、最小値選択部（以下、ＭＩＮ）２７、３７及び４７と、ゼロクロス判定部５１と、置換信号生成部５２とを有する構成とされている。
【００１８】
遅延素子１１〜１６の各々は、入力デジタル画像信号のサンプリング周期に等しい遅延時間τだけ、入力信号を遅延する回路で、例えばＤ型フリップフロップにより構成される。上限検出部２１、３１及び４１は、入力される５つのデジタル信号（これは水平方向に隣接する５つの画素の画素値である）から上限値を検出する。下限検出部２３、３３及び４３は、入力される５つのデジタル信号（これは水平方向に隣接する５つの画素の画素値である）から下限値を検出する。ＨＰＦ２２、３２及び４２は、入力される５つのデジタル信号（これは水平方向に隣接する５つの画素の画素値である）から高域成分を生成するデジタルフィルタである。
【００１９】
上限検出部２１、ＨＰＦ２２及び下限検出部２３からなる回路部は、遅延されていない入力デジタル画像信号と、遅延素子１１〜１４からそれぞれτ、２τ、３τ、及び４τ遅延されて出力される４つの遅延デジタル画像信号とからなる５つのデジタル信号（これは水平方向に隣接する計５つの画素の画素値である）が供給される。
【００２０】
上限検出部２１は、５つの入力デジタル信号の値のうち最大値を上限値として検出するが、ノイズ抑制を目的に、上限検出部２１は、５つの入力デジタル信号の値のうち２番目に大きい値を上限値として出力する設定も可能である（他の上限検出部３１、４１も同様）。一方、下限検出部２３は、５つの入力デジタル信号の値のうち最小値を下限値として検出するが、ノイズ抑制を目的に、下限検出部２３は、５つの入力デジタル信号の値のうち２番目に小さい値を下限値として出力する設定も可能である（他の下限検出部３３、４３も同様）。ＨＰＦ２２は、５つの入力デジタル信号から高域信号を生成する５タップのデジタルフィルタである。すなわち、ＨＰＦ２２は、遅延素子１２から出力されるデジタル信号の画素を注目画素としたとき、その注目画素を中心とする左右各２画素ずつの計５画素から高域信号を生成する。
【００２１】
乗算器２４は、ＨＰＦ２２から出力される高域信号と、外部から入力されるゲイン係数（例えば、「２」）とを乗算して乗算信号を生成する。加算器２５は、上記の５つの入力デジタル信号の各画素のうち中心位置の注目画素を出力する遅延素子１２からの遅延デジタル信号と乗算器２４からの乗算信号とを加算して加算信号を生成する。ＭＡＸ２６は、下限検出部２３により検出された下限値の信号と加算器２５からの加算信号とのうち、値が大きい方の信号を選択してＭＩＮ２７へ出力する。このＭＡＸ２６によって、加算信号におけるアンダーシュートの部分が除去される。ＭＩＮ２７は、上限検出部２１により検出された上限値の信号とＭＡＸ２６からの信号とのうち、値が小さい方の信号を選択して出力する。このＭＩＮ２７によって、ＭＡＸ２６からの信号におけるオーバーシュートの部分が除去される。
【００２２】
従って、ＭＡＸ２６及びＭＩＮ２７は、加算器２５からの加算信号を、上限検出部２１による上限値と下限検出部２３による下限値との間で振幅制限する振幅制限手段として動作している。ＭＩＮ２７は、振幅制限信号を第１の輪郭補正候補値として置換信号生成部５２へ出力する。この第１の輪郭補正候補値は、入力される５つの画素のデジタル信号のうち中心画素である遅延素子１２から出力されるデジタル信号（画素信号）に比べて、傾斜の中心付近の傾きがゲイン係数に応じた急峻なエッジとなり、シュート部分が付加されることなく輪郭補正された信号である。
【００２３】
上限検出部３１、ＨＰＦ３２及び下限検出部３３からなる回路部は、遅延素子１１〜１５からそれぞれτ、２τ、３τ、４τ及び５τ遅延されて出力される５つの遅延デジタル画像信号が供給される。上限検出部３１、ＨＰＦ３２、下限検出部３３、乗算器３４、加算器３５、ＭＡＸ３６及びＭＩＮ３７からなる第２の回路部は、上記の上限検出部２１、ＨＰＦ２２、下限検出部２３、乗算器２４、加算器２５、ＭＡＸ２６及びＭＩＮ２７からなる第１の回路部の上述した動作と同様の動作を、第１の回路部の５つの入力デジタル信号よりも１サンプリング周期遅延された５つの入力デジタル信号に対して行って生成した第２の輪郭補正候補値をＭＩＮ３７から置換信号生成部５２へ出力する。
【００２４】
上限検出部４１、ＨＰＦ４２及び下限検出部４３からなる回路部は、遅延素子１２〜１６からそれぞれ２τ、３τ、４τ、５τ及び６τ遅延されて出力される５つの遅延デジタル画像信号が供給される。上限検出部４１、ＨＰＦ４２、下限検出部４３、乗算器４４、加算器４５、ＭＡＸ４６及びＭＩＮ４７からなる第３の回路部は、上記の上限検出部２１、ＨＰＦ２２、下限検出部２３、乗算器２４、加算器２５、ＭＡＸ２６及びＭＩＮ２７からなる第１の回路部の上述した動作と同様の動作を、第１の回路部の５つの入力デジタル信号よりも２サンプリング周期遅延された５つの入力デジタル信号に対して行って生成した第３の輪郭補正候補値をＭＩＮ４７から置換信号生成部５２へ出力する。
【００２５】
ゼロクロス判定部５１は、ＨＰＦ２２、ＨＰＦ３２及びＨＰＦ４２からそれぞれ出力される、注目画素とその左右に隣接する各１画素の計３画素の高域信号から２つの隣接画素の各々で注目画素の半分を置換すべき第１の割合Ｒａ１及び第２の割合Ｒａ２を示すゼロクロス判定信号を置換信号生成部５２へ出力する。ここで、上記の第１の割合Ｒａ１は、注目画素の左半分の画素値を注目画素の左側に隣接する隣接画素１の輪郭補正候補値で置換する割合を示す。また、上記の第２の割合Ｒａ２は、注目画素の右半分の画素値を注目画素の右側に隣接する隣接画素２の輪郭補正候補値で置換する割合を示す。なお、上記の第１の割合Ｒａ１は、注目画素の領域の左半分の領域内にゼロクロスポイントが存在しないときは「０」とされ、注目画素の左半分の画素値を注目画素の輪郭補正候補値で置換させる。同様に、上記の第２の割合Ｒａ２は、注目画素の領域の右半分の領域内にゼロクロスポイントが存在しないときは「０」とされ、注目画素の右半分の画素値を注目画素の輪郭補正候補値で置換させる。
【００２６】
ここで、ゼロクロス判定部５１の構成及び動作について更に詳細に説明する。
【００２７】
図２は、ゼロクロス判定部５１の一例のブロック図、図３は図２の動作説明図を示す。図２において、ゼロクロス判定部５１には、注目画素の左側に隣接する隣接画素１の高域信号がＨＰＦ２２から供給され、注目画素の右側に隣接する隣接画素２の高域信号がＨＰＦ４２から供給され、注目画素の高域信号がＨＰＦ３２から供給される。
【００２８】
加算器５１１ａは、注目画素の高域信号と注目画素の左側の隣接画素１の高域信号とを加算する。乗算器５１２ａは、加算器５１１ａから出力される加算信号と注目画素の高域信号とを乗算し、得られた乗算信号を正負判定部５１３ａに供給する。正負判定部５１３ａは、供給される乗算信号の値により注目画素の領域（サンプリング点が代表する範囲）の左半分の領域内に高域信号のゼロクロスポイントが存在するかどうかの正負判定を行い、入力乗算信号の値が「０」未満の負であるときはゼロクロスポイントが存在することを示す値「１」を出力し、「０」以上の０又は正であるときはゼロクロスポイントが存在しないことを示す「０」を出力する。
【００２９】
一方、加算器５１１ｂは、注目画素の高域信号と注目画素の右側の隣接画素２の高域信号とを加算する。乗算器５１２ｂは、加算器５１１ｂから出力される加算信号と注目画素の高域信号とを乗算し、得られた乗算信号を正負判定部５１３ｂに供給する。正負判定部５１３ｂは、供給される乗算信号の値により注目画素の領域（サンプリング点が代表する範囲）の右半分の領域内に高域信号のゼロクロスポイントが存在するかどうかの正負判定を行い、入力乗算信号の値が「０」未満の負であるときはゼロクロスポイントが存在することを示す値「１」を出力し、「０」以上の０又は正であるときはゼロクロスポイントが存在しないことを示す「０」を出力する。
【００３０】
例えば、図３に示すように、隣接画素１の高域信号の値がｕ、注目画素の高域信号の値がｖ、隣接画素２の高域信号の値がｗであり、注目画素の領域の右半分の領域内に値「０」であるゼロクロスポイントｚが存在する場合、値ｖと値ｗとを結ぶ線分と注目画素の領域の右側端部との交点の値は（ｖ＋ｗ）／２となり、注目画素の高域信号の値ｖと符号が逆になる。従って、ｖ×{(ｖ＋ｗ)／２}の値は負となり、ｖ×(ｖ＋ｗ)の値も負となる。一方、注目画素の領域の左半分の領域内にはゼロクロスポイントが存在しておらず、ｖ×（ｖ＋ｕ）の値は正の値となる。
【００３１】
図２に示した正負判定部５１３ａには、乗算器５１２ａから注目画素の高域信号の値ｖと、隣接画素１の高域信号の値ｕ及び注目画素の高域信号の値ｖとの加算信号（ｖ＋ｕ）との乗算信号であるｖ×（ｖ＋ｕ）の値が供給されるが、上記のように図３の例ではその値は正であるため、正負判定部５１３ａは注目画素の左半分の領域にはゼロクロスポイントが存在しないことを示す値「０」の第１の正負判定信号を出力する。
【００３２】
これに対し、正負判定部５１３ｂには、乗算器５１２ｂから注目画素の高域信号の値ｖと、隣接画素２の高域信号の値ｗ及び注目画素の高域信号の値ｖとの加算信号（ｖ＋ｗ）との乗算信号であるｖ×（ｖ＋ｗ）の値が供給されるが、上記のように図３の例ではその値は負であるため、正負判定部５１３ｂは注目画素の右半分の領域にゼロクロスポイントが存在することを示す値「１」の第２の正負判定信号を出力する。
【００３３】
図２において、１／２乗算器５１４ａは、加算器５１１ａからの加算信号を１／２倍し、１／２乗算器５１４ｂは、加算器５１１ａからの加算信号を１／２倍する。これにより、注目画素の高域信号の値と隣接画素１の高域信号の値とを直線で結んだ線分と注目画素の領域の左端部との交点の値が求められ、また注目画素の高域信号の値と隣接画素２の高域信号の値とを直線で結んだ線分と注目画素の領域の右端部との交点の値が求められる。図３の例で説明すると、１／２乗算器５１４ｂから図３に白丸で示す交点の値（ｖ＋ｗ）／２が出力される。
【００３４】
図２において、絶対値回路５１５ａは、１／２乗算器５１４ａから供給される乗算信号の絶対値をとり、得られた絶対値信号を乗算器５１６ａに供給する。乗算器５１６ａは、正負判定部５１３ａからの第１の正負判定信号と、絶対値回路５１５ａからの絶対値信号とを乗算し、得られた乗算信号を加算器５１７ａに供給する一方、除算器５１８ａの第１の入力端子Ａに供給する。加算器５１７ａは、乗算器５１６ａからの乗算信号と絶対値回路５１０からの注目画素の高域信号の絶対値信号とを加算し、その加算信号を除算器５１８ａの第２の入力端子Ｂに供給する。除算器５１８ａは、第１の入力端子Ａに供給される乗算器５１６ａからの乗算信号を、第２の入力端子Ｂに供給される加算器５１７ａからの加算信号で除算した信号を第１の割合Ｒａ１を示す信号として出力する。
【００３５】
一方、１／２乗算器５１４ｂは、加算器５１１ｂからの加算信号を１／２倍する。絶対値回路５１５ｂは、１／２乗算器５１４ｂから供給される乗算信号の絶対値をとり、得られた絶対値信号を乗算器５１６ｂに供給する。乗算器５１６ｂは、正負判定部５１３ｂからの第２の正負判定信号と、絶対値回路５１５ｂからの絶対値信号とを乗算し、得られた乗算信号を加算器５１７ｂに供給する一方、除算器５１８ｂの第１の入力端子Ａに供給する。加算器５１７ｂは、乗算器５１６ｂからの乗算信号と絶対値回路５１０からの注目画素の高域信号の絶対値信号とを加算し、その加算信号を除算器５１８ｂの第２の入力端子Ｂに供給する。除算器５１８ｂは、第１の入力端子Ａに供給される乗算器５１６ｂからの乗算信号を、第２の入力端子Ｂに供給される加算器５１７ｂからの加算信号で除算した信号を第２の割合Ｒａ２を示す信号として出力する。
【００３６】
ここで、上記の割合Ｒａ１及びＲａ２について更に説明する。図３の例の場合、注目画素の高域信号の値の絶対値|ｖ|と、白丸で示した交点の値の絶対値|(ｖ＋ｗ)／２|との比率は、注目画素の右半分の領域における、ゼロクロスポイントｚの左右の期間Ｔ１、Ｔ２の比率を示している。本実施の形態では、注目画素の右半分の領域のうち、注目画素の領域の中心からゼロクロスポイントｚまでの領域Ｔ１の画素値は注目画素の輪郭補正候補値で代表し、ゼロクロスポイントｚから注目画素の右側端部（注目画素の領域と隣接画素２の領域との境界）までの領域Ｔ２の画素値は隣接画素２の輪郭補正候補値で代表するようにするため、上記の割合Ｒａ２を算出する。ここでは、図３において三角形の相似から分かるように、上記の割合Ｒａ２は
Ｒａ２＝|(ｖ＋ｗ)／２|／｛|ｖ|＋|(ｖ＋ｗ)／２|｝      （１）
で表わされる。除算器５１８ｂは、乗算器５１６ｂから供給される|(ｖ＋ｗ)／２|で表わされる乗算信号を、加算器５１７ｂから供給される｛|ｖ|＋|(ｖ＋ｗ)／２|｝で表わされる加算信号で除算して、（１）式で表わされる割合Ｒａ２を出力する。なお、除算器５１８ａは、図３の例の場合、正負判定部５１３ａから出力される正負判定信号の値が「０」であるので、第１の入力端子Ａに供給される乗算信号が「０」であり、よって値「０」の割合Ｒａ１を出力する。
【００３７】
図１に戻って説明する。置換信号生成部５２は、ゼロクロス判定部５１からの割合Ｒａ１及び割合Ｒａ２を示すゼロクロス判定信号と、ＭＩＮ２７、ＭＩＮ３７及びＭＩＮ４７からそれぞれ出力される計３つの輪郭補正候補値とに基づいて以下の処理を行う。
【００３８】
まず、ゼロクロスポイントが存在するときは、注目画素の領域の左側端部（隣接画素１の領域と注目画素の領域との境界）からゼロクロスポイントまでの領域の画素値は隣接画素１の輪郭補正候補値で代表し、ゼロクロスポイントから注目画素の右側端部（注目画素の領域と隣接画素２の領域との境界）までの領域の画素値は隣接画素２の輪郭補正候補値で代表する置換を行う。
【００３９】
一方、ゼロクロスポイントが存在しない時は、注目画素の輪郭補正候補値で置換する。以上の処理によって画素の置換がなされた信号を、１次元の輪郭補正された画像信号として出力する。すなわち、置換信号生成部５２は、注目画素の画素値が次式で表わされる置換による代表値を示す輪郭補正信号を出力する。
【００４０】
置換による代表値＝{Ｒａ１×ＭＩＮ２７の出力＋(１−Ｒａ１)×ＭＩＮ３７の出力
＋Ｒａ２×ＭＩＮ４７の出力＋(１−Ｒａ２)×ＭＩＮ３７の出力}／２    （２）
（２）式中、ＭＩＮ２７の出力、ＭＩＮ３７の出力、ＭＩＮ４７の出力は、第１、第２、第３の輪郭補正候補値である。また、ＭＩＮ３７から出力される第２の輪郭補正候補値は注目画素の輪郭補正候補値でもある。
【００４１】
図４は、本実施の形態の輪郭補正装置１２０の動作を説明するタイミングチャートを示す。図４（Ａ）は、輪郭補正装置１２０に供給されるデジタル画像信号の水平方向に連続する１次元配置された７つの画素の画素値を濃淡表示で示している。このデジタル画像信号は緩やかなエッジを示す画像信号である。図４（Ｂ）は、同図（Ａ）のデジタル画像信号の水平方向に連続する７つの画素の画素値を棒グラフで表示した図である。
【００４２】
この入力デジタル画像信号に対して従来の方法で輪郭補正した場合、その画像信号（ＭＩＮ２７、３７又は４７の出力信号に相当する）は、図４（Ｃ）のような棒グラフ表示となる。これに対し、本実施の形態の輪郭補正装置１２０によれば、ＨＰＦ２２、３２又は４２から出力される高域信号は図４（Ｄ）に模式的に示すようになる。ゼロクロス判定部５１は、注目画素と左右に隣接する２つの画素との計３つの画素の各高域信号に基づいて、注目画素の領域内のゼロクロスポイントの位置を推定して、割合Ｒａ１と割合Ｒａ２とを出力する。
【００４３】
図４（Ｄ）においては、ゼロクロスポイントが注目画素の領域内に存在している。このとき、図４（Ｅ）において、左から４番目の画素を注目画素としたとき、その注目画素の領域（ｐ＋ｑ）の中心から（ｐ−ｑ）／２の位置にゼロクロスポイントがあるものとすると、注目画素の領域の左端部からゼロクロスポイントまでの大きさｐの領域は注目画素自体の輪郭補正候補値ａが出力され、ゼロクロスポイントから注目画素の領域の右端部までの大きさｑの領域は注目画素の右側の隣接画素の輪郭補正候補値ｂが出力されるべきものとする（ただし、実際には注目画素の画素値はそれら２つの輪郭補正候補値を代表した一つの値に置換される。）。そのため、ゼロクロス判定部５１は第１の割合Ｒａ１の値が「０」、第２の割合Ｒａ２の値が「ｑ／{(ｐ＋ｑ)／２}」であるゼロクロス判定信号を生成して置換信号生成部５２へ出力する。
【００４４】
置換信号生成部５２は、このゼロクロス判定信号とＭＩＮ２７、３７及び４７からの３つの輪郭補正候補値とに基づいて、前記（２）式の演算により置換を行い、図４（Ｆ）に示すように、注目画素の画素値として「２(ａ×ｐ＋ｂ×ｑ)/(ｐ＋ｑ)」に置換された輪郭補正信号を出力する。図４（Ｇ）は、図４（Ｆ）に示した輪郭補正信号を濃淡表示して示す。
【００４５】
次に、このような本実施の形態の輪郭補正処理がジャギーエッジを抑制するものであることについて、図５のタイミングチャートと共に説明する。
【００４６】
図５（Ａ）に示す台形状の入力信号は、図１の遅延素子１３から出力される遅延デジタル信号であり、図９（Ａ）に示した入力信号＃１と同じ信号である。本実施形態の輪郭補正装置１２０では、この入力信号（遅延デジタル信号）の画素を中心とする左右各２画素計５画素のデジタル信号（遅延素子１１〜１５の各出力デジタル信号）に基づいてＨＰＦ３２により図５（Ｂ）に示す高域信号が出力される。また、ＭＩＮ３７からは図５（Ｃ）に示す第２の輪郭補正候補値が出力される。
【００４７】
ゼロクロス判定部５１は、図５（Ｂ）に示す注目画素の高域信号と、ＨＰＦ２２、４２からそれぞれ出力される隣接画素の高域信号とに基づいて、図５（Ｂ）にｄ１、ｄ２で示すゼロクロスポイントの位置を推定する。そして、置換信号生成部５２は、図５（Ｃ）に示すように第２の輪郭補正候補値中のゼロクロス推定位置ｄ１、ｄ２を領域内に有する注目画素（サンプルポイントの値）ｅ１、ｅ２の値を、割合Ｒａ１及びＲａ２と３つの輪郭補正候補値とに基づき、図５（Ｄ）に示す値ｆ１、ｆ２に置換し、それを輪郭補正信号として出力する。
【００４８】
同様に、本実施形態の輪郭補正装置１２０は、図９（Ｂ）に示した入力信号＃２が入力された場合、置換信号生成部５２は、図５（Ｅ）に示す第２の輪郭補正候補値中のゼロクロス推定位置を領域内に有する注目画素（サンプルポイントの値）ｅ３、ｅ４の値を、割合Ｒａ１及びＲａ２と３つの輪郭補正候補値とに基づき、図５（Ｆ）に示す値ｆ３、ｆ４に置換し、それを輪郭補正信号として出力する。
【００４９】
図５（Ｄ）、（Ｆ）に示すように、本実施の形態の輪郭補正装置１２０から出力される２つの輪郭補正信号の位相差は、入力信号の位相差と概略等しいことが分かる。従って、画像のジャギーエッジは抑制される。
【００５０】
このように、本実施の形態の輪郭補正装置１２０によれば、輪郭強調のプロセスで用いる抽出された高域信号のゼロクロスポイントに着目して、ゼロクロスポイントの最近傍の出力信号の値を補正することで、１サンプリング期間内のエッジの位置を再現することにより、オーバーシュート、アンダーシュートを抑えた輪郭補正の特長を損なうことなく、ジャギーエッジの発生を抑えることができる。
【００５１】
（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。図６は、本発明になる輪郭補正装置の第２の実施の形態のブロック図を示す。同図中、図１と同一構成部分には同一符号を付し、その説明を省略する。
【００５２】
図１に示した第１の実施の形態の輪郭補正装置１２０は、構成は分かり易いが、機能の重複部分が多く回路規模は大きくなる。そこで、本実施の形態の輪郭補正装置１５０は、ＨＰＦ２２の出力側とＭＩＮ２７の出力側とに遅延素子を用いた構成をとることで、小さな回路規模で１次元の輪郭補正を行うものである。
【００５３】
すなわち、図６において、第２の実施の形態の輪郭補正装置１５０は、ＨＰＦ２２の出力端子に対して直列に接続された２つの遅延素子６１及び６２と、ＭＩＮ２７の出力端子に対して直列に接続された２つの遅延素子６３及び６４とを設ける。そして、ゼロクロス判定部５１にはＨＰＦ２２、遅延素子６１及び６２の各出力信号を供給し、置換信号生成部５２にはＭＩＮ２７、遅延素子６３及び６４の各出力信号を供給する構成とする。これにより、図１の遅延素子１５及び１６と、上限検出部３１及び４１と、ＨＰＦ３２及び４２と、下限検出部３３及び４３とを不要としたものである。なお、遅延素子６１〜６４の各々は、入力デジタル画像信号のサンプリング周期に等しい遅延時間τだけ、入力信号を遅延する回路で、例えばＤ型フリップフロップにより構成される。
【００５４】
本実施の形態の輪郭補正装置１５０では、遅延素子６１は、ＨＰＦ２２から出力される第１の高域信号を遅延時間τ遅延した第２の高域信号を出力し、遅延素子６２は第２の高域信号を遅延時間τ遅延した第３の高域信号を出力し、それぞれゼロクロス判定部５１に供給する。従って、第２の高域信号は、図１に示したＨＰＦ３２から出力される高域信号と同等の信号である。第３の高域信号も、図１に示したＨＰＦ４２から出力される高域信号と同等の信号である。従って、ゼロクロス判定部５１は、図１と同様のゼロクロス判定信号を出力することができる。
【００５５】
一方、遅延素子６３は、ＭＩＮ２７から出力される第１の輪郭補正候補値を遅延時間τ、すなわち、１サンプリング周期遅延した信号を出力するが、この出力信号は図１に示したＭＩＮ３７から出力される第２の輪郭補正候補値と同等の信号である。同様に、遅延素子６４は、遅延素子６３から出力される第２の輪郭補正候補値を遅延時間τ、すなわち、１サンプリング周期遅延した信号を出力するが、この出力信号は図１に示したＭＩＮ４７から出力される第３の輪郭補正候補値と同等の信号である。従って、置換信号生成部５２は第１の実施の形態と同様の置換動作を行い、画像のジャギーエッジが抑制された輪郭補正信号を出力することができる。
【００５６】
（第３の実施の形態）
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。図７は、本発明になる輪郭補正装置の第３の実施の形態のブロック図を示す。同図において、本実施の形態の輪郭補正装置２００は、２次元の輪郭補正を行う装置で、メモリブロック７０と、９つの輪郭補正候補値生成回路部７１〜７９と、４方向ゼロクロス判定部９１と、置換信号生成部９２とより構成される。
【００５７】
メモリブロック７０は、入力端子を介して供給されるデジタル画像信号の注目画素Ｐ(０.０)と、その注目画素の上下左右斜めにそれぞれ位置する各３画素ずつ計４８個の周囲の画素Ｐ（−３,−３）〜Ｐ（−１,０）及びＰ（１,０）〜Ｐ（３,３）とからなる、計４９個の２次元配置されている画素の画素値を保持する。
【００５８】
輪郭補正候補値生成回路部７１〜７９は、メモリブロック７０から供給される２５個の画素信号の組み合わせが異なるだけで、回路構成は同一であるので、代表して輪郭補正候補値生成回路部７１について説明する。輪郭補正候補値生成回路部７１は、メモリブロック７０から注目画素Ｐ（０,０）を含む５行５列に２次元配置されている画素Ｐ（−３,−３）〜Ｐ（１,１）の計２５個の画素の信号が供給される、上限検出部８１、ＨＰＦ８２及び下限検出部８３からなる回路部と、乗算部８４と、加算部８５と、最大値選択部（以下、ＭＡＸ）８６と、最小値選択部（以下、ＭＩＮ）８７とを有する構成とされている。
【００５９】
上限検出部８１は、入力された２５個の画素の値のうち、値の小さい順又は大きい順に１〜２５に順位付けし、その中から最大値の画素を除き中央の値より大きい値の画素（例えば、４番目に大きい値の画素）を上限値として検出してＭＩＮ８７へ出力する。なお、上限検出部８１は、２番目に値が大きい画素、３番目に値が大きい画素、あるいは５番目に値が大きい画素を上限値として検出するようにしてもよく、要はノイズの除去効果と輪郭補正の効果との関係で最適なものを選択すればよい。
【００６０】
下限検出部８３は、入力された２５個の画素の値のうち、値の小さい順又は大きい順に１〜２５に順位付けし、その中から最小値の画素を除き中央の値より小さい値の画素（例えば、４番目に小さい値の画素）を下限値として検出してＭＡＸ８６へ出力する。なお、下限検出部８３は、２番目に値が小さい画素、３番目に値が小さい画素、あるいは５番目に値が小さい画素を下限値として検出するようにしてもよく、要はノイズの除去効果と輪郭補正の効果との関係で最適なものを選択すればよい。
【００６１】
ＨＰＦ８２は、２５個の画素の値から高域信号を生成するデジタルフィルタである。すなわち、ＨＰＦ８２は、メモリブロック７０から入力される、画素Ｐ（−１,−１）を中心とする水平方向５画素、垂直方向５画素の計２５個の画素信号から中心画素Ｐ（−１,−１）の画素信号のエッジ部分の高域信号を生成する２５タップの２次元デジタルフィルタである。ＨＰＦ８２は、周波数選択した高域信号を乗算部８４と４方向ゼロクロス判定部９１とに出力する。
【００６２】
乗算部８４は、ＨＰＦ８２から出力される高域信号と、外部から入力されるゲイン係数（例えば、「２」）とを乗算して乗算信号を生成する。加算部８５は、上記の２５個の画素信号のうち、中心画素Ｐ（−１,−１）の画素信号と乗算部８４からの乗算信号とを加算し、中心画素Ｐ（−１,−１）の画素信号に高域信号が付加された信号を生成する。ＭＡＸ８６は、加算部８５からの中心画素Ｐ（−１,−１）の画素信号に高域信号が付加された信号と、下限検出部８３からの下限値とのうち、値が大きい方の信号を選択してＭＩＮ８７へ出力する。このＭＡＸ８６によって、加算部８５からの中心画素Ｐ（−１,−１）の画素信号に高域信号が付加された信号のアンダーシュートの部分が除去される。ＭＩＮ８７は、ＭＡＸ８６からの選択信号と、上限検出部８１からの上限値とのうち、値が小さい方の信号を選択して置換信号生成部９２へ出力する。このＭＩＮ８７によって、ＭＡＸ８６からの選択信号中のオーバーシュートの部分が除去される。
【００６３】
従って、ＭＡＸ８６とＭＩＮ８７とは、加算部８５からの中心画素Ｐ（−１,−１）の画素信号に高域信号が付加された信号を、上限検出部８１による上限値と下限検出部８３による下限値との間で振幅制限する振幅制限手段として動作している。
【００６４】
これにより、ＭＩＮ８７からは中心画素Ｐ（−１,−１）の画素信号に比べて傾斜の中心付近の傾斜が急峻となり、シュート部分が付加されることなく輪郭補正された第１の輪郭補正候補値が出力される。なお、この第１の輪郭補正候補値の傾斜の中心付近の傾きは乗算器８４のゲイン係数によって任意に設定することができる。
【００６５】
輪郭補正候補値生成回路部７２は、メモリブロック７０から注目画素Ｐ（０,０）を含み、かつ、画素（０,−１）を中心とする５行５列に２次元配置されている画素Ｐ（−２,−３）〜Ｐ（２,１）の計２５個の画素の信号が供給されて、輪郭補正候補値生成回路部７１と同様の動作を行い、第２の輪郭補正候補値を生成する。また、輪郭補正候補値生成回路部７３は、メモリブロック７０から注目画素Ｐ（０,０）を含み、かつ、画素Ｐ（１,−１）を中心とする５行５列に２次元配置されている画素Ｐ（−１,−３）〜Ｐ（３,１）の計２５個の画素の信号が供給されて、輪郭補正候補値生成回路部７１と同様の動作を行い、第３の輪郭補正候補値を生成する。
【００６６】
以下、同様に、輪郭補正候補値生成回路部７４には、メモリブロック７０から画素Ｐ（−１,０）を中心とする５行５列に２次元配置されている画素Ｐ（−３,−２）〜Ｐ（１,２）の計２５個の画素の信号が供給され、輪郭補正候補値生成回路部７５には、メモリブロック７０から注目画素Ｐ（０,０）を中心とする５行５列に２次元配置されている画素Ｐ（−２,−２）〜Ｐ（２,２）の計２５個の画素の信号が供給され、輪郭補正候補値生成回路部７６には、メモリブロック７０から画素Ｐ（１,０）を中心とする５行５列に２次元配置されている画素Ｐ（−１,−２）〜Ｐ（３,２）の計２５個の画素の信号が供給され、それぞれ第４、第５、第６の輪郭補正候補値が生成される。
【００６７】
また、輪郭補正候補値生成回路部７７には、メモリブロック７０から画素Ｐ（−１,１）を中心とする５行５列に２次元配置されている画素Ｐ（−３,−１）〜Ｐ（１,３）の計２５個の画素の信号が供給され、輪郭補正候補値生成回路部７８には、メモリブロック７０から画素Ｐ（０,１）を中心とする５行５列に２次元配置されている画素Ｐ（−２,−１）〜Ｐ（２,３）の計２５個の画素の信号が供給され、輪郭補正候補値生成回路部７９には、メモリブロック７０から画素Ｐ（１,１）を中心とする５行５列に２次元配置されている画素Ｐ（−１,−１）〜Ｐ（３,３）の計２５個の画素の信号が供給され、それぞれ第７、第８、第９の輪郭補正候補値が生成される。
【００６８】
４方向ゼロクロス判定部９１は、輪郭補正候補値生成回路部７１〜７９内の各ＨＰＦ８４から供給される計９つの高域信号（すなわち、注目画素Ｐ(０,０)の高域信号と、注目画素の上下左右斜めに隣接する８つの隣接画素の高域信号）のうち、注目画素Ｐ（０,０）を含む画素Ｐ（０,−１）及び画素Ｐ（０,１）の縦方向の３画素の各画素信号のエッジ部分の３つの高域信号と、注目画素Ｐ（０,０）を含む画素Ｐ（−１,０）及び画素Ｐ（１,０）の横方向の３画素の各画素信号のエッジ部分の３つの高域信号と、注目画素Ｐ（０,０）を含む画素Ｐ（−１,−１）及び画素Ｐ（１,１）の第１の斜め方向の３画素の各画素信号のエッジ部分の３つの高域信号と、注目画素Ｐ（０,０）を含む画素Ｐ（１,−１）及び画素Ｐ（−１,１）の第２の斜め方向の３画素の各画素信号のエッジ部分の３つの高域信号とから、縦方向、横方向、第１の斜め方向及び第２の斜め方向の計４方向のサンプリング期間内のゼロクロスポイントをそれぞれ推定し、その４方向のゼロクロスポイント推定位置情報（各方向毎に前記２つの割合Ｒａ１及びＲａ２を示す情報）を置換信号生成部９２へ出力する。
【００６９】
置換信号生成部９２は、４方向ゼロクロス判定部９１から供給される４方向のゼロクロスポイント推定位置情報に基づいて、輪郭補正候補値生成回路部７１〜７９から供給される第１〜第９の輪郭補正候補値のうち各方向別の３つの輪郭補正候補値から各方向の出力値である輪郭補正信号を生成する。すなわち、置換信号生成部９２は、４方向ゼロクロス判定部９１から供給される４方向のゼロクロスポイント推定位置情報のうち縦方向のゼロクロスポイント推定位置情報に基づいて、輪郭補正候補値生成回路部７２、７５、７８から出力される縦方向の３つの輪郭補正候補値から縦方向の輪郭補正信号を生成する。
【００７０】
同様に、置換信号生成部９２は、横方向のゼロクロスポイント推定位置情報に基づいて、輪郭補正候補値生成回路部７４、７５、７６から出力される横方向の３つの輪郭補正候補値から横方向の輪郭補正信号を生成し、第１の斜め方向のゼロクロスポイント推定位置情報に基づいて、輪郭補正候補値生成回路部７１、７５、７９から出力される第１の斜め方向の３つの輪郭補正候補値から第１の斜め方向の輪郭補正信号を生成し、第２の斜め方向のゼロクロスポイント推定位置情報に基づいて、輪郭補正候補値生成回路部７３、７５、７７から出力される第２の斜め方向の３つの輪郭補正候補値から第２の斜め方向の輪郭補正信号を生成する。
【００７１】
そして、更に置換信号生成部９２は、上記のように求めた４方向の輪郭補正信号を平均又は加重平均等の代表値計算手段により計算した代表値を最終の輪郭補正信号として決定し、出力する。本実施の形態の輪郭補正装置２００によれば、１サンプリング期間以下の位相ずれのある２つの入力デジタル信号に対しても、それらに基づいて生成した２つの輪郭補正信号の位相差が第１の実施の形態と同様に、入力デジタル信号の位相差とほぼ等しくなるので、２次元画像のジャギーエッジを抑制することができる。また、上限検出部８１、下限検出部８３により入力デジタル信号に混入するノイズを除去することができる。
【００７２】
（第４の実施の形態）
次に、本発明の第４の実施の形態について説明する。図８は、本発明になる輪郭補正装置の第４の実施の形態のブロック図を示す。同図中、図７と同一構成部分には同一符号を付し、その説明を省略する。
【００７３】
図７に示した第３の実施の形態の輪郭補正装置２００は、構成は分かり易いが、機能の重複部分が多く回路規模は大きくなる。そこで、本実施の形態の輪郭補正装置２５０は、ＨＰＦ８２の出力側とＭＩＮ８７の出力側とにそれぞれメモリブロック１０２、１０３を用いた構成をとることで、小さな回路規模で２次元の輪郭補正を行うものである。
【００７４】
すなわち、図８に示す第４の実施の形態の輪郭補正装置２５０は、ＨＰＦ８２から出力される高域信号のうち３行３列の計９個の画素の高域信号を記憶するメモリブロック１０２と、ＭＩＮ８７から出力される輪郭補正候補値のうち３行３列の計９個の画素に対応する９個の輪郭補正候補値を記憶するメモリブロック１０３とを設けることにより、図７に示した輪郭補正候補値生成回路部７２〜７９を不要とすると共に、入力デジタル画像信号が供給されるメモリブロック１０１を図１のメモリブロック７０より小規模な５行５列の計２５個の画素信号を記憶する構成としたものである。
【００７５】
本実施の形態の輪郭補正装置２５０において、メモリブロック１０１は、入力デジタル画像信号の５行５列の計２５個の画素の画素信号を記憶するメモリであり、その２５個の画素の画素信号は中心画素が、例えばＰ（−１,−１）、Ｐ（０,−１）、Ｐ（１,−１）、Ｐ（−１,０）、Ｐ（０,０）、Ｐ（１,０）、Ｐ（−１,１）、Ｐ（０,１）、Ｐ（１,１）のように、注目画素（０,０）を中心とする３行３列の各画素に順次に変更されるように更新される。
【００７６】
ＨＰＦ８２は、メモリブロック１０１から入力される、計２５個の画素信号から中心の画素の画素信号のエッジ部分の高域信号を生成する２５タップの２次元デジタルフィルタである。ＨＰＦ８２は、周波数選択した高域信号を乗算部８４とメモリブロック１０２とに出力する。
【００７７】
メモリブロック１０２は、ＨＰＦ８２から出力される高域信号のうち注目画素Ｐ（０,０）を中心とする３行３列の計９個の画素の高域信号を記憶する。４方向ゼロクロス判定部９１は、メモリブロック１０２から供給される計９つの高域信号のうち、注目画素を含む縦方向の３画素の各画素信号のエッジ部分の３つの高域信号と、注目画素を含む横方向の３画素の各画素信号のエッジ部分の３つの高域信号と、注目画素を含む第１の斜め方向の３画素の各画素信号のエッジ部分の３つの高域信号と、注目画素を含む第２の斜め方向の３画素の各画素信号のエッジ部分の３つの高域信号とから、縦方向、横方向、第１の斜め方向及び第２の斜め方向の計４方向のサンプリング期間内のゼロクロスポイントをそれぞれ推定し、その４方向のゼロクロスポイント推定位置情報（各方向毎に前記２つの割合Ｒａ１及びＲａ２を示す情報）を置換信号生成部９２へ出力する。
【００７８】
メモリブロック１０３は、ＭＩＮ８７から出力される、メモリブロック１０１に記憶されている２５個の画素信号のうち中心画素の画素信号に比べて傾斜の中心付近の傾斜が急峻となり、シュート部分が付加されることなく輪郭補正された輪郭補正候補値を記憶する。このメモリブロック１０３に記憶される輪郭補正候補値は、メモリブロック１０１に記憶されている２５個の画素信号の中心画素が順次に更新される毎に生成されて、ＭＩＮ８７から順次に出力される全部で９つの輪郭補正候補値である。
【００７９】
置換信号生成部９２は、４方向ゼロクロス判定部９１から供給される４方向のゼロクロスポイント推定位置情報と、メモリブロック１０３から供給される４方向の輪郭補正候補値とが供給され、同じ方向同士のゼロクロスポイント推定位置情報と輪郭補正候補値とに基づいて第３の実施の形態と同様にして輪郭補正信号を生成する。その後、生成した４方向の輪郭補正信号を平均又は加重平均等の代表値計算手段により計算した代表値を最終の輪郭補正信号として決定し、出力する。本実施の形態の輪郭補正装置２５０によれば、輪郭補正装置２００と同様の特長を有することができる。
【００８０】
なお、第１及び第２の実施の形態の輪郭補正装置１２０及び１５０では、画像の水平方向に隣接する５画素より上限値と下限値とを検出しているが、画像の垂直方向に隣接する５画素より上限値と下限値とを検出することも可能である。また、第３及び第４の実施の形態の輪郭補正装置２００及び２５０では、水平方向及び垂直方向各５画素ずつの計２５画素より上限値と下限値を検出している。本発明は、注目画素を中心として画像の水平方向及び垂直方向のどちらか一方向又は両方向の５画素以上の画素の領域より、上限値と下限値とを検出するように構成すればよい。
【００８１】
なお、本発明は以上の実施の形態に限定されるものではなく、実施の形態で説明した輪郭補正装置１２０、１５０、２００あるいは２５０の動作を実行させる輪郭補正方法や、輪郭補正装置１２０、１５０、２００あるいは２５０の構成をコンピュータのソフトウェアにより実行させる輪郭補正プログラムも本発明に包含されるものである。この場合、輪郭補正プログラムは、記録媒体からコンピュータに取り込まれるようにしてもよいし、ネットワークを介して配信されてコンピュータにダウンロードされるようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
本発明の輪郭補正装置は、ビデオ撮像装置、カラーテレビジョン受像機、モニタ、ビデオプロジェクタなどにおける映像信号の輪郭部分を補正する映像信号処理に適用できる。
【符号の説明】
【００８３】
１１〜１６、６１〜６４  遅延素子
２１、３１、４１、８１  上限検出部
２２、３２、４２、８２  高域フィルタ（ＨＰＦ）
２３、３３、４３、８３  下限検出部
２４、３４、４４、８４、５１２ａ、５１２ｂ、５１４ａ、５１４ｂ、５１６ａ、５１６ｂ  乗算器
２５、３５、４５、８５、５１１ａ、５１１ｂ、５１７ａ、５１７ｂ  加算器
２６、３６、４６、８６  最大値選択部（ＭＡＸ）
２７、３７、４７、８７  最小値選択部（ＭＩＮ）
５１  ゼロクロス判定部
５２、９２  置換信号生成部
７０、１０１〜１０３  メモリブロック
７１〜７９  輪郭補正候補値生成回路部
９１  ４方向ゼロクロス判定部
１２０、１５０、２００、２５０  輪郭補正装置
５１０、５１５ａ、５１５ｂ  絶対値回路
５１３ａ、５１３ｂ  正負判定部
５１８ａ、５１８ｂ  除算器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図４】
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